Hochspannungsprüfgeräte

Was Sie schon immer über Hochspannung wissen wollten.

Die Hochspannungsprüfung (weltweit auch „HV Test“, „hi pot“ oder „HiPot“ genannt) zählt zu den wichtigsten und aussagekräftigsten Prüfmethoden überhaupt. Sie deckt Isolationsfehler gnadenlos auf. Deshalb ist sie in fast allen Prüfvorschriften (z.B. VDE, EN, IEC, UL …) zu finden.

Warum ist die Hochspannungsprüfung so wichtig?

Waschmaschine, Elektromotor, Leuchte… diese und fast alle anderen Elektroprodukte sowie Elektroanlagen können nur dann sicher betrieben werden, wenn sie eine hohe elektrische Isolationsfestigkeit aufweisen.
Eine schlechte Isolation führt im schlimmsten Fall zu Elektrounfällen mit schweren Verletzungen oder Todesfolge, oder auch zu erheblichen Produktschäden.
Mit der Hochspannungsprüfung ermitteln Sie die Isolationsqualität und Spannungsfestigkeit Ihres Prüfobjekts. Die Überprüfung der Elektroprodukte erfolgt mit Prüfspannungen bis typischerweise 6.000 V.

Um nahezu alle Bereiche der Hochspannungsprüfung abzudecken, liefert SCHLEICH auf Basis einer sehr umfangreichen Palette Hochspannungsprüfgeräte von 3.000 bis zu 100.000 V.

Wo wird im Prüfobjekt geprüft?

Geprüft wird zwischen allen stromführenden Leitern sowie von stromführenden Leitern zum Gehäuse.

Funktioniert das nicht auch mit einer Isolationswiderstandsprüfung?
Prinzipiell schon, da die Isolationswiderstandsprüfung zwischen denselben Prüfpunkten wie eine Hochspannungsprüfung durchgeführt wird. Jedoch kommen bei der Hochspannungsprüfung deutlich höhere Prüfspannungen  zum Einsatz – ein echter Härtetest für jedes Prüfobjekt!
Darüber hinaus stresst die Hochspannungsprüfung mit Wechselspannung das Prüfobjekt ganz besonders. Durch diese harte Qualitätsanalyse werden Isolationsschwächen zuverlässig aufgedeckt.

Welche Fehler deckt die Hochspannungsprüfung auf?

• Zu geringe Isolationsabstände
• Mangelhafte Durchschlagsfestigkeit
• Isolationsschwächen zwischen beliebigen elektrischen Leitern zum Schutzleiter / Gerätegehäuse
• Isolationsschwächen zwischen den elektrischen Leitern
• Schlechte Isolation an Luft- und Kriechstrecken
• Energiereiche und energiearme Durchschläge
• Mikroentladungen, die sich erst später im Betrieb zu einem Schaden ausweiten können

Was sind die gut/schlecht-Kriterien?

Die Beurteilung der Hochspannungsprüfung erfolgt immer auf Basis des fließenden Stroms zwischen den beiden Polen der Hochspannung. Der Strom wird häufig auch als Leckstrom oder Ableitstrom bezeichnet. Er darf ein einstellbares Limit nicht überschreiten. Falls er das Limit überschreitet, liegt eine Isolationsschwäche vor.

Hochspannungsprüfung mit AC oder DC?

Ob die Prüfspannung eine Wechsel- oder Gleichspannung sein kann, hängt von der Norm für das zu prüfende Produkt ab. Oft ist es zulässig, auch mit DC zu prüfen. Die Prüfspannung ist dazu um das 1,5fache der AC-Prüfspannung zu erhöhen. Das scheint auf den ersten Blick deutlich höher zu sein. Bedenkt man aber, dass die AC-Prüfspannung ein Effektivwert ist, relativiert sich dies. Der Spitzenwert der AC-Prüfspannung ist der Effektivwert mal √2 – also das 1,41fache.

Häufig haben Prüfobjekte auf Grund von Filterkondensatoren oder auch auf Grund ihrer physikalischen Bauweise unvermeidbare Kapazitäten.

Die Hochspannungsprüfung mit AC hat dann den Nachteil, dass durch diese Kapazitäten ein hoher kapazitiver Ableitstrom fließen kann. Dies muss aber kein Fehler sein, da die physikalische Bauweise des Prüfobjekts naturgemäß diesen Ableitstrom fließen lässt. Um den Anteil des imaginären Stroms durch die Prüflingskapazität unberücksichtigt zu lassen, besitzen Hochspannungstester von SCHLEICH auch die Möglichkeit, zwischen Wirk- und Blindstrom bei der Auswertung zu unterscheiden.

Wird hingegen mit DC geprüft, spielt die Kapazität nur eine untergeordnete Rolle. Nach dem Aufladen der Kapazität fließt nur noch ein sehr kleiner Isolationsstrom durch den Isolationswiderstand. Dieser Strom darf genau wie bei einer Prüfung mit AC ein vorgebbares Limit nicht überschreiten. Darüber hinaus ermitteln SCHLEICH-Hochspannungstester aus der Prüfspannung und dem Ableitstrom auch noch den Isolationswiderstand. Bei einer Hochspannungsprüfung mit DC wird der Tester also auch zu einem Megohmmeter.

Wie wird die Hochspannungsprüfung durchgeführt?

Ob manuell, teil- oder vollautomatisch: mit Hochspannungsprüfgeräten von SCHLEICH lässt sich jede Prüfaufgabe schnell und effizient durchführen.

Unsere Prüfgeräte sind alle nach dem „KISS-Prinzip“ konstruiert. Also nach dem Motto: »Keep It Simple and Smart«. Das Prinzip gilt als Leitmotiv für alle SCHLEICH-Produkte.

Eine manuelle Prüfung erfolgt mit Hochspannungsprüfpistolen. Der Bediener führt hierzu die Sicherheitsprüfpistolen per Hand von Prüfpunkt zu Prüfpunkt. Trotz des manuellen Ablaufs lässt sich die Prüfung aber einwandfrei dokumentieren. Eine typische Anwendung ist hierbei die Überprüfung von Elektroprodukten, Schaltschränken und Maschinen nach der Maschinenrichtlinie EN60204.

Für die Anforderungen von Produktionsbetrieben bieten sich eher teil- oder vollautomatisierte Hochspannungsprüfgeräte bzw. Hochspannungsprüfautomaten an. Hierzu sind die Prüfgeräte mit einem Relais-Umschaltfeld (Relais-Matrix) ausgestattet. Dieses Umschaltfeld schaltet die Hochspannung automatisch an die gewünschten Prüfpunkte.

Prüfsysteme dieser Art haben abhängig vom Anwendungsfall bis zu 1.000 Prüfanschlüsse.

Sichere Durchführung der Hochspannungsprüfung.

Das Arbeiten mit Hochspannung ist nicht ungefährlich. Deshalb sind entsprechende Sicherheitsvorschriften und Maßnahmen zum Berührungsschutz unbedingt einzuhalten.

Auf Schutzmaßnahmen kann nur dann verzichtet werden, wenn die Stromabgabe des Hochspannungsprüfgeräts auf einen maximalen Sicherheitsstrom begrenzt ist. Die Sicherheitsstrombegrenzung begrenzt den Prüfstrom auf max. 3 mA AC bzw. max. 12 mA DC. Derartige Hochspannungsprüfgeräte können allerdings nur dann eingesetzt werden, wenn der schon bei einem guten Prüfobjekt fließende Ableitstrom unterhalb der Sicherheitsstrombegrenzung liegt. Viele Prüfobjekte wie zum Beispiel Elektromotoren lassen naturgemäß einen kapazitiven Ableitstrom von oft deutlich über 3 mA AC fließen. Bei diesen Prüfobjekten ist deshalb eine Sicherheitsstrombegrenzung nicht einsetzbar.

Allerdings muss auch noch ein zweites Kriterium berücksichtigt werden. Viele Prüfobjekte haben aufgrund ihrer Bauweise eine unvermeidbare Kapazität. In dieser Kapazität fließt kapazitiver Ableitstrom. Des Weiteren kann die Kapazität aber auch Ladungen speichern. Sollte dies der Fall sein, darf die maximal gespeicherte Energie 350 mJ (VDE 104 / EN 50191) nicht überschreiten. Andernfalls besteht für den Bediener aufgrund der vorhandenen Restladung die Gefahr eines elektrischen Schlags beim Berühren des Prüfobjekts.

Wenn die die Sicherheitsstrombegrenzung nicht möglich ist, kommen als Schutzmaßnahme Prüfhauben, Prüfkabinen, Lichtvorhänge oder Absperrketten zum Einsatz.

Potentialfreie Hochspannungsprüfung?

In den meisten Anwendungsfällen kommt die potentialfreie Hochspannungsprüfung zum Einsatz. Typisch ist sie für die Verwendung bei Sicherheitsprüfpistolen. Sie gewährleistet die höchste Sicherheit für den Anwender.
Bei höheren Hochspannungen ab 15.000 V aufwärts ist in der Regel die Hochspannung einseitig geerdet.

Was müssen Sie bei einer Hochspannungsprüfung beachten?

Um die Hochspannungsprüfung korrekt durchzuführen ist sicherzustellen, dass das Prüfobjekt auch tatsächlich mit der Hochspannung verbunden ist. Die Kontrolle einer korrekt durchgeführten Prüfung erfolgt über drei mögliche Varianten der Kontaktierüberwachung:

• Vorgabe eines Mindeststroms – vorteilhaft für Prüfobjekte, bei denen ein Ableitstrom fließt. Wenn dieser Mindeststrom fließt, kann man sicher sein, dass das Prüfobjekt auch an Spannung liegt.
• Bei einer DC-Prüfspannung ist der Ableitstrom sehr niedrig. Hier lässt sich die Kontaktüberwachung aber über die Messung des Ladestroms zu Beginn der Hochspannungsprüfung durchführen.
• Messung der am Prüfobjekt tatsächliche anliegenden Spannung. Dazu werden zwei zusätzliche Sense-Leitungen ergänzend zu den Prüfleitungen mit dem Prüfobjekt verbunden. Häufig wird diese Art der Messung auch Vierleitermessung genannt. Über die beiden Sense-Leitungen erfolgt die Messung der am Prüfobjekt tatsächlich anliegenden Hochspannung. Diese Spannung wird mit einem Vorgabewert verglichen. Deshalb nennen wir dieses Kontrollverfahren Spannungsrückmessung.

Anforderungen an ein Standard-Hochspannungsprüfgerät?

Viele nationale und internationale Normen schreiben eine Leistung von > 500 VA bei einem Dauerstrom von 100 mA AC sowie einem Kurzschlussstrom von 200 mA AC vor. Typische maximale Prüfspannungen sind 3.000 oder 6.000 V.

SCHLEICH-Hochspannungsprüfgeräte sind mit einer reaktionsschnellen elektronischen Hochspannungsquelle ausgestattet. Diese erlaubt das präzise sequenzielle Abfahren von Spannungsprofilen.

SCHLEICH-Hochspannungsprüfgeräte basieren auf der Erfahrung von über 30 Jahren. Von Anfang an war die Messtechnik nicht analog, sondern immer digital ausgelegt. Grundsätzlich kommen stets modernste Technologien zur Anwendung.

Wie finden Sie das passende Hochspannungsprüfgerät?

Die Anzahl der am Markt verfügbaren Hochspannungsprüfgeräte ist groß und die Menge der konfigurierbaren Features überwältigend.

Mit einigen grundsätzlichen Überlegungen finden Sie jedoch leicht das passende Spannungsprüfgerät.

Sofern Sie an Ihrem Prüfobjekt ausschließlich Hochspannungsprüfungen mit AC oder DC durchführen möchten, sind Sie mit einem Einzelprüfgerät gut beraten. Es enthält nur eine einzige Prüfmethode, nämlich die Hochspannungsprüfung.

Erfordert das Prüfobjekt auch einen umfassenderen Sicherheits- und Funktionscheck, empfehlen wir unsere Kombinationsprüfgeräte/Multifunktionstester. Hiermit lassen sich verschiedene Prüfmethoden wie beispielsweise Hochspannungs-, Isolations- und Schutzleiterwiderstandsprüfung bequem in einem Prüfgerät kombinieren. Die im Prüfgerät integrierte Prüfmethodenumschaltung sorgt dafür, dass keine Messleitungen am Prüfobjekt während der Prüfung manuell umzuklemmen sind.
Darüber hinaus findet man auch häufig die Kombination zwischen den Sicherheitsprüfungen und umfangreichen Funktionsprüfungen. Zur Funktionsprüfung versorgt das Prüfgerät das Prüfobjekt zusätzlich mit elektrischer Betriebsspannung, um auch die elektrischen Betriebseigenschaften zu überprüfen.

Durch die intuitive und komfortable Bedienung unserer Hochspannungsprüfgeräte erfolgt jede Prüfung schnell, präzise und kostensparend.

Das SCHLEICH Produktportfolio

• Prüfspannung von 3000 V, 6000 V bis zu 120 KV AC/DC
• Leistung von 500 VA bis 35 kVA
• Mit elektronischer automatisch geregelter Hochspannung
• Mit integrierter Entladung und Entladungsüberwachung
• Standardisierte Schnittstellen wie RS 232, Ethernet / LAN, USB zur PC-Kommunikation
• 24 V digital I/O zur SPS-Kommunikation
• Erweiterbar auf Industrial Ethernet und Feldbussysteme zur SPS-Kommunikation
• Nahezu unbegrenzter Speicherplatz für Prüfpläne und Prüfergebnisse
• Alle Parameter werden über die Software bestimmt

Darüber hinaus planen, konstruieren und produzieren wir für Sie gerne individuell zugeschnittene Lösungen:

• Kombinationstester/Multifunktionstester
• Prüfautomaten/Prüfsysteme mit kleiner bis komplexer Relaismatrix
• Komplette Prüfarbeitsplätze
• Fertigungslinien mit Transfersystemen
• EOL-Arbeitsplätze
• Großanlagen

Achten Sie bei der Auswahl Ihres Hochspannungsprüfgeräts auch auf die „Softskills“ des Anbieters. Wir bieten alles notwendige Zubehör und begleiten Sie während der gesamten Nutzungsdauer Ihres Hochspannungsprüfgeräts:

• Professionelle Beratung mit fachlichem Knowhow
• Sorgfältige Erstinbetriebnahme
• Regelmäßige zertifizierte Kalibrierung
• AfterSales-Betreuung durch unserer Serviceteam
• Service am Telefon oder vor Ort
• Maßgeschneiderte Schulungen

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SCHLEICH – weltweit einziger Anbieter von Hochspannungsprüfgeräten, der wiederholt mit dem Gütesiegel „TOP 100-Innovator“ ausgezeichnet wurde.